DE112010003765T5 - Modified NuII-voltage-transition full-bridge converter and self-supporting photovoltaic array - Google Patents

Modified NuII-voltage-transition full-bridge converter and self-supporting photovoltaic array Download PDF

Info

Publication number
DE112010003765T5
DE112010003765T5 DE112010003765T DE112010003765T DE112010003765T5 DE 112010003765 T5 DE112010003765 T5 DE 112010003765T5 DE 112010003765 T DE112010003765 T DE 112010003765T DE 112010003765 T DE112010003765 T DE 112010003765T DE 112010003765 T5 DE112010003765 T5 DE 112010003765T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
output
pair
voltage
bridge converter
lines
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112010003765T
Other languages
German (de)
Inventor
Gregory Allen Kern
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Greenray Inc
Original Assignee
Greenray Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Greenray Inc filed Critical Greenray Inc
Publication of DE112010003765T5 publication Critical patent/DE112010003765T5/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33507Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33573Full-bridge at primary side of an isolation transformer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers

Abstract

Die vorliegende Erfindung, ein modifizierter Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler (ZVT), ist ein isolierter dc/dc-Wandler, der mit hoher Effizienz und hoher Zuverlässigkeit bei Anwendungen arbeiten kann, die eine niedrige Eingangsspannung und eine hohe Ausgangsspannung erfordern.The present invention, a modified zero voltage transition full bridge converter (ZVT), is an isolated dc / dc converter that can operate with high efficiency and high reliability in applications requiring a low input voltage and a high output voltage.

Description

Bezug zu anhängiger früherer PatentanmeldungReference to pending earlier patent application

Diese Patentanmeldung beansprucht den Nutzen aus der anhängigen früheren US Provisional Patentanmeldung mit der Seriennummer 61/277,510, eingereicht am 25.9.2009 von Gregory Kern für MODIFIED ZERO VOLTAGE TRANSISSION FULL BRIDGE CONVERTER (Aktenzeichen des Anwalts GRRAY-6 PROV), wobei die Patentanmeldung hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.This patent application claims the benefit of pending earlier US Provisional Patent Application Serial No. 61 / 277,510 filed on Sep. 25, 2009 by Gregory Kern for MODIFIED ZERO VOLTAGE TRANSISSION FULL BRIDGE CONVERTER (Attorney's Docket GRRAY-6 PROV), the patent application of which is herein incorporated by reference Reference is incorporated.

Gebiet der ErfindungField of the invention

Diese Erfindung betrifft Leistungswandler und Photovoltaikanordnungen (PV) im Allgemeinen und insbesondere Schaltleistungswandler und Photovoltaikanordnungen, und noch spezieller ein weiches Schalten von isolierten Leistungswandlern und Photovoltaikanordnungen.This invention relates generally to power converters and photovoltaic (PV) arrays, and more particularly to switching power converters and photovoltaic arrays, and more particularly to soft switching of isolated power converters and photovoltaic arrays.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler (Zero Voltage Transission (ZVT) Full Bridge Converter) ist ein wohlbekannter dc/dc-Schaltwandler, der derart gesteuert werden kann, dass die Schaltelemente in der Vollbrücke, typischerweise MOSFETs oder IGBTs, unter Null-Spannung-Bedingungen geschaltet werden. Spezieller, und nun 1 betrachtend, ist ein herkömmlicher Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler 1 gezeigt. Der herkömmliche ZVT-Vollbrückenwandler 1 besteht aus einem Eingangskondensator 2, gefolgt von einer Anordnung aus Schaltvorrichtungen 4, 6, 8, 10, die in einer Vollbrückenkonfiguration angeordnet sind, der Ausgang der Vollbrücke ist dann durch einen optionalen Primärinduktor 12 in Serie mit einem Hochfrequenztransformator 14 verbunden, der Ausgang des Hochfrequenztransformators 14 ist dann durch Dioden 16, 18, 20, 22 in entweder einer Vollbrückenkonfiguration oder einer Mittelabgriffkonfiguration gleichgerichtet, und der gleichgerichtete Ausgang ist dann durch einen Ausgangsinduktor 24 und einem Speicherkondensator 26 gefiltert.A Zero Voltage Transit (ZVT) full bridge converter is a well known dc / dc switching converter that can be controlled such that the full bridge switching elements, typically MOSFETs or IGBTs, are under zero voltage Conditions are switched. More specifically, and now 1 Considering is a conventional zero voltage transition full bridge converter 1 shown. The conventional ZVT full bridge converter 1 consists of an input capacitor 2 followed by an arrangement of switching devices 4 . 6 . 8th . 10 , which are arranged in a full bridge configuration, the output of the full bridge is then through an optional primary inductor 12 in series with a high frequency transformer 14 connected, the output of the high-frequency transformer 14 is then through diodes 16 . 18 . 20 . 22 is rectified in either a full-bridge configuration or a center-tap configuration, and the rectified output is then through an output inductor 24 and a storage capacitor 26 filtered.

Als nächstes 1 und 2 betrachtend, wird der herkömmliche ZVT-Vollbrückenwandler 1 unter Verwendung zweier Steuersignale 36, 38, welche den Betrieb von Schaltvorrichtungen 4, 6, 8, 10 steuern, gesteuert. Jedes Steuersignal ist eine Hochfrequenz-Rechteckwelle 32/34, typischerweise 10 kHz bis 300 kHz, die bei einem festen 50%-Arbeitszyklus operiert. Eine Leistungswandlung wird gesteuert durch Anpassen des Phasenwinkels (”phi”) 28, zwischen den zwei Signalen. Minimale oder Null-Leistung tritt auf, wenn phi bei 0° ist, so dass beide Steuersignale exakt in Phase sind und der Vollbrückenausgang 0 Volt ist.Next 1 and 2 Considering the conventional ZVT full bridge converter 1 using two control signals 36 . 38 which controls the operation of switching devices 4 . 6 . 8th . 10 control, controlled. Each control signal is a high frequency square wave 32 / 34 typically 10 kHz to 300 kHz, operating at a fixed 50% duty cycle. A power conversion is controlled by adjusting the phase angle ("phi") 28 , between the two signals. Minimum or zero power occurs when phi is at 0 °, so both control signals are exactly in phase and the full-bridge output is 0 volts.

Der ZVT-Vollbrückenwandler kann in diskontinuierlichem Leitungsmodus (discontinuous conduction mode, DCM), kontinuierlichem Leitungsmodus (continuous conduction mode, CCM) oder kritischem Leitungsmodus (critical conduction mode, CrCM) betrieben werden. Der diskontinuierliche Leitungsmodus (DCM) ist ein Arbeitsmodus, bei dem der Hauptinduktorstrom bei jedem Schaltzyklus zu Null zurückkehrt. Der kontinuierliche Leitungsmodus (CCM) ist ein Betriebsmodus, bei dem der Hauptinduktorstrom nicht bei jedem Schaltzyklus zu Null zurückkehrt. Der kritische Leitungsmodus (CrCM) ist direkt am Übergang zwischen den beiden zuvor genannten Leitungsmoden.The ZVT full bridge converter can be operated in discontinuous conduction mode (DCM), continuous conduction mode (CCM) or critical conduction mode (CrCM). The discontinuous conduction mode (DCM) is a working mode in which the main inductor current returns to zero each switching cycle. Continuous Line Mode (CCM) is an operating mode in which the main inductor current does not return to zero each switching cycle. The critical conduction mode (CrCM) is directly at the junction between the two aforementioned line modes.

Der herkömmliche ZVT-Vollbrückenwandler 1 aus 1 wird typischerweise verwendet, um von einer hohen Spannung (zum Beispiel 100 bis 400 Volt Gleichspannung) herunter auf eine niedrigere Ausgangsspannung (zum Beispiel < 50 Volt Gleichspannung) zu wandeln, mit Isolation zwischen dem Eingang und dem Ausgang.The conventional ZVT full bridge converter 1 out 1 is typically used to convert from a high voltage (eg, 100 to 400 volts DC) down to a lower output voltage (eg, <50 volts DC), with isolation between the input and the output.

Der herkömmliche ZVT-Vollbrückenwandler 1 aus 1 ist NICHT gut geeignet für die umgekehrte Situation, bei der die Eingangsspannung niedrig ist und die Ausgangsspannung hoch ist. Dies liegt daran, da in dieser Niedrig-Eingangs-/Hoch-Ausgangs-Situation die Spannungsbelastungen an den Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 erheblich sind. Überschwingspannungen treten an den Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 auf, die groß sind und schwierig zu handhaben sind, was den Schaltkreis-Designer dazu zwingt, Ausgangsdioden zu benutzen, die für Spannungen ausgelegt sind, die viel höher sind als die Ausgangsspannung des Wandlers. Wenn die Ausgangsspannung hoch ist, wird außerdem der Ausgangsinduktor 24 nicht gut genutzt, da er an einem Punkt in dem Schaltkreis angeordnet ist, an dem der Strom relativ klein ist.The conventional ZVT full bridge converter 1 out 1 is NOT well suited for the reverse situation, where the input voltage is low and the output voltage is high. This is because in this low-input / high-output situation, the voltage loads on the output diodes 16 . 18 . 20 . 22 are significant. Overshoot voltages occur at the output diodes 16 . 18 . 20 . 22 which are large and difficult to handle, forcing the circuit designer to use output diodes designed for voltages much higher than the converter output voltage. When the output voltage is high, the output inductor also becomes 24 not well used because it is located at a point in the circuit where the current is relatively small.

Der Primärinduktor 12 wird in einem herkömmlichen ZVT-Vollbrückenwandler als optional angesehen und kann eingesetzt werden, wenn eine zusätzliche Primärinduktanz gewünscht ist. Der Primärinduktor 12 addiert sich zu der Leckageinduktanz des Transformators 14. Die Leckageinduktanz des Transformators ist häufig vorteilhaft bei dem Betrieb des Wandlers und limitiert große Stromspitzen beim Durchgang durch den Transformator und hilft auch bei einem Null-Spannung-Übergang-Betrieb des Wandlers.The primary inductor 12 is considered optional in a conventional ZVT full bridge converter and can be used if additional primary inductance is desired. The primary inductor 12 adds to the leakage inductance of the transformer 14 , The leakage inductance of the transformer is often advantageous in the operation of the converter and limits large current spikes as it passes through the transformer and also aids in zero-voltage transient operation of the converter.

In Photovoltaik-Anwendungen ist es häufig gewünscht, von einer niedrigen Spannung (zum Beispiel < 50 Volt Gleichspannung) hoch zu einer hohen Spannung (zum Beispiel über 200 Volt Gleichspannung) zu wandeln, mit Isolation zwischen dem Eingang und den Ausgang. Photovoltaikanordnung-Anwendungen erfordern typischerweise auch hohe Zuverlässigkeit, hohe Effizienz und niedrige Kosten.In photovoltaic applications, it is often desirable to convert from a low voltage (for example <50 volts DC) high to a high voltage (for example above 200 volts DC), with isolation between the input and the output. Photovoltaikanordnung- Applications also typically require high reliability, high efficiency and low cost.

Angesichts der vorangehenden Ausführungen wird erkannt, dass ein herkömmlicher ZVT-Vollbrückenwandler (zum Beispiel der herkömmliche ZVT-Vollbrückenwandler aus 1) nicht gut geeignet ist für eine Verwendung bei Photovoltaikanordnung-Anwendungen, da die Verwendung eines herkömmlichen ZVT-Vollbrückenwandlers in einer Niedrig-Eingang-/Hoch-Ausgang-Umwandlung Zuverlässigkeitsprobleme für die Ausgangsdioden erzeugt und in schlechter Induktorausnutzung und niedriger Effizienz resultiert.In view of the foregoing, it is recognized that a conventional ZVT full bridge converter (e.g., the conventional ZVT full bridge converter 1 ) is not well suited for use in photovoltaic array applications because the use of a conventional ZVT full bridge converter in low input / high output conversion produces reliability problems for the output diodes and results in poor inductor utilization and low efficiency.

Es besteht daher ein Bedarf an einem neuen und verbesserten Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler, der einen verbesserten Betrieb bei Anwendungen ermöglicht, die einen hohen Spannungsausgang erfordern, und insbesondere eine Verwendung in Photovoltaik-Anordnung-Anwendungen.There is therefore a need for a new and improved zero-voltage-transition full-bridge converter that enables improved operation in applications requiring high voltage output, and more particularly, use in photovoltaic array applications.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Die vorliegende Erfindung umfasst die Bereitstellung und Verwendung eines neuen modifizierten Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers, der einen verbesserten Betrieb bei Anwendungen, die einen Hochspannungsausgang erfordern, ermöglicht. Der neue modifizierte Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler der vorliegenden Erfindung ist im Allgemeinen ähnlich zu dem herkömmlichen ZVT-Vollbrückenwandler aus 1, außer dass der Ausgangsinduktor 24 des herkömmlichen ZVT-Vollbrückenwandlers aus dem Ausgangsschaltkreis des modifizierten ZVT-Vollbrückenwandlers eliminiert ist, wodurch dieser zu einem ”modifizierten” ZVT-Vollbrückenwandler wird. Die Auswirkungen dieser Design-Änderung sind, dass die Spannungsbelastung auf die Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 gut kontrolliert ist wegen der Klemmwirkung der Ausgangskapazität des Speicherkondensators 26. Weil der Ausgang dieses Wandlers Hochspannung ist, zum Beispiel 200 bis 400 Volt Gleichspannung, können Dioden verwendet werden, die auf 600 Volt ausgelegt sind. Wenn jedoch der Ausgangsinduktor 24 in dem modifizierten ZVT-Vollbrückenwandler aufgenommen wäre (das heißt, wie dies der Fall ist bei dem herkömmlichen ZVT-Vollbrückenwandler aus 1), dann wäre die Spannungsbelastung auf die Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 nicht gut kontrolliert und wäre tatsächlich mehr bestimmt durch die Eingangsspannung zu dem Wandler, das Windungsverhältnis des Transformators und parasitäre Induktanzen und Kapazitäten in der Schaltung sowie dem Betriebsmodus des Wandlers.The present invention includes the provision and use of a new modified zero-voltage-transition full-bridge converter that enables improved operation in applications requiring high voltage output. The new modified zero voltage transition full bridge converter of the present invention is generally similar to the conventional ZVT full bridge converter 1 except that the output inductor 24 of the conventional ZVT full-bridge converter is eliminated from the output circuit of the modified ZVT full-bridge converter, making it a "modified" ZVT full-bridge converter. The effects of this design change are that the voltage load on the output diodes 16 . 18 . 20 . 22 is well controlled because of the clamping effect of the output capacitance of the storage capacitor 26 , Because the output of this converter is high voltage, for example 200 to 400 volts DC, diodes rated at 600 volts can be used. However, if the output inductor 24 in the modified ZVT full bridge converter (that is, as is the case with the conventional ZVT full bridge converter) 1 ), then the voltage load on the output diodes would be 16 . 18 . 20 . 22 is not well controlled and would actually be more determined by the input voltage to the converter, the turns ratio of the transformer and parasitic inductances and capacitances in the circuit, as well as the mode of operation of the converter.

Ein Eliminieren des Ausgangsinduktors 24 aus dem modifizierten ZVT-Vollbrückenwandler und ein Auslegen des Wandlers, um den Eingangsinduktor 12 voll zu nutzen, hat die folgenden wesentlichen Vorteile.An elimination of the starting inductor 24 from the modified ZVT full bridge converter and laying out the transducer around the input inductor 12 To fully exploit, has the following significant advantages.

Erstens wird der Eingangsinduktor 12 besser genutzt. Die in einem Induktor gespeicherte Energie ist proportional zu L·I2, und die Größe und Kosten eines Induktors sind typischerweise proportional zu L·I, so dass Induktoren effizienter bei niedrigen Spannungen genutzt werden, bei denen Ströme hoch sind, anstatt bei hohen Spannungen, bei denen Ströme niedrig sind.First, the input inductor 12 better used. The energy stored in an inductor is proportional to L * I 2 , and the size and cost of an inductor are typically proportional to L * I, so that inductors are more efficiently utilized at low voltages where currents are high, rather than at high voltages, where currents are low.

Zweitens zwingt ein Eliminieren des Ausgangsinduktors 24 den Wandler dazu, im diskontinuierlichen Leitungsmodus (DCM) oder kritischen Leitungsmodus (CrCM) zu operieren, aber definitiv NICHT im kontinuierlichen Leitungsmodus (CCM). DCM- und CrCM-Moden haben im Allgemeinen höhere Umwandlungseffizienzen und niedrigere abgestrahlte Emissionen und werden vermutlich als bevorzugte Betriebsmoden für Photovoltaik-Anwendungen angesehen.Second, eliminating the parent inductor forces 24 the converter to operate in discontinuous conduction mode (DCM) or critical conduction mode (CrCM), but definitely NOT in continuous conduction mode (CCM). DCM and CrCM modes generally have higher conversion efficiencies and lower radiated emissions and are believed to be preferred operating modes for photovoltaic applications.

Drittens erlaubt die Eliminierung des Ausgangsinduktors 24, dass die Spannungsbelastung auf die Ausgangsdioden durch die Ausgangskapazität des Speicherkondensators 26 geklemmt wird, was für die Zuverlässigkeit und aus Kostengründen vorteilhaft ist.Third, the elimination of the starting inductor allows 24 in that the voltage load on the output diodes is determined by the output capacitance of the storage capacitor 26 is clamped, which is advantageous for reliability and cost reasons.

Photovoltaik-Anwendungen bedürfen typischerweise hoher Zuverlässigkeit, hoher Effizienz und niedriger Kosten. Diese Anforderungen sind üblicherweise gegensätzlich zueinander und es muss ein Kompromiss herbeigeführt werden. Der modifizierte Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler der vorliegenden Erfindung wird gegenüber dem herkömmlichen ZVT-Vollbrückenwandler aus 1 für Photovoltaik-Anwendungen bevorzugt, bei denen eine Isolation zwischen dem Eingang und dem Ausgang erwünscht ist und bei denen eine Spannungsverstärkung von niedriger Spannung zu hoher Spannung (zum Beispiel 200 bis 400 Volt Gleichspannung) auch erwünscht ist, da der modifizierte ZVT-Vollbrückenwandler eine verbesserte Zuverlässigkeit der Ausgangsdioden, bessere Induktorverwendung und höhere Effizienz liefert.Photovoltaic applications typically require high reliability, high efficiency and low cost. These requirements are usually contrary to each other and a compromise must be brought about. The modified zero voltage transition full bridge converter of the present invention is made over the conventional ZVT full bridge converter 1 for photovoltaic applications where isolation between the input and the output is desired and where voltage boost from low voltage to high voltage (eg, 200 to 400 volts DC) is also desirable because the modified ZVT full bridge converter has improved performance Reliability of the output diodes, better inductor usage and higher efficiency.

Bei einem Betrieb in dem diskontinuierlichen Leitungsmodus (DCM) gibt es, zusätzlich zu den vorangehend gesagten, eine Periode, in der die Wellenform an dem Ausgang der Vollbrücke (der Schaltvorrichtungen 4, 6, 8, 10) überschwingt. Wenn gewünscht wird, die Effizienz zu maximieren, wie dies im Fall von Photovoltaik-Anwendungen, bei denen hohe Effizienz gewünscht wird, der Fall ist, dann ist der beste Zeitpunkt, die Schaltelemente anzuschalten, wenn die Spannung über die Schaltelemente am nächsten bei Null ist. Dies kann erreicht werden durch Hinzufügen spezifischer Steuerungen, die diese niedrigen Spannungspunkte in der Wellenform heraussuchen. Dieser Ansatz hat jedoch den Nachteil einer gesteigerten Komplexität der Elektronik. Als eine Alternative, und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, kann der modifizierte ZVT-Vollbrückenwandler mit einem Leistungsverfolgungsmodul ausgestattet sein, welches den Ausgang des Wandlers überwacht und dynamisch die Phase der zwei Steuersignale 36, 38 so anpasst, dass der effizienteste Betriebspunkt für den Wandler gefunden wird. Mit anderen Worten, überwacht das Leistungsverfolgungsmodul die Ausgangsleistung des Wandlers und fasst die Zeitgebung der zwei Steuersignale des Wandlers dynamisch, in einer Rückkopplungsschleifenanordnung, so an, um die Gesamtausgangsleistung des Wandlers zu maximieren (anstatt die Gesamteingangsleistung zu dem Wandler anzupassen oder die Überschwingwellenform des Vollbrückenausgangs durch die Verwendung von zusätzlichen Spannungskontrollen zu erfassen). Auf diese Weise werden die effizienteren Betriebspunkte des dc/dc-Wandlers natürlich gefunden.In operation in the discontinuous conduction mode (DCM), in addition to the foregoing, there is a period in which the waveform at the output of the full bridge (the switching devices 4 . 6 . 8th . 10 ) overshoots. If it is desired to maximize efficiency, as is the case in photovoltaic applications where high efficiency is desired, then the best time to turn on the switching elements is when the voltage across the switching elements is closest to zero , This can be achieved by adding specific controls that pick out these low voltage points in the waveform. However, this approach has the disadvantage of increased complexity of the electronics. As an alternative, and in accordance with the present invention, the modified ZVT full bridge converter may be provided with a power tracking module which monitors the output of the converter and dynamically the phase of the two control signals 36 . 38 adapted so that the most efficient operating point for the converter is found. In other words, the power tracking module monitors the output power of the converter and dynamically captures the timing of the two control signals of the converter in a feedback loop arrangement to maximize the overall output power of the converter (rather than adjusting the total input power to the converter or the overshoot waveform of the full bridge output) to detect the use of additional voltage controls). In this way, the more efficient operating points of the dc / dc converter are naturally found.

In einer bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung wird ein modifizierter Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler angegeben, bestehend aus:
einem Paar von Eingangsleitungen;
einem Paar von Ausgangsleitungen;
einem Eingangskondensator, der das Paar von Eingangsleitungen überspannt;
einer Anordnung aus Schaltvorrichtungen, die in einer Vollbrückenkonfiguration angeordnet ist, welche das Paar von Eingangsleitungen nach dem Eingangskondensator überspannt;
einem Paar von Steuerleitungen, verbunden mit der Anordnung aus Schaltvorrichtungen;
einem Induktor in Serie mit der Primärseite eines Transformators, wobei die freie Leitung des Induktors und die freie Leitung der Primärseite des Transformators mit dem Ausgang der Anordnung aus Schaltvorrichtungen verbunden ist;
einen Diodengleichrichter, verbunden mit der Sekundärseite des Transformators, wobei der Ausgang des Diodengleichrichters mit dem Paar von Ausgangsleitungen verbunden ist; und
ein Ausgangskondensator, der das Paar von Ausgangsleitungen überspannt.
In a preferred form of the present invention, there is provided a modified zero-voltage-transition full-bridge converter comprising:
a pair of input lines;
a pair of output lines;
an input capacitor that spans the pair of input lines;
an array of switching devices arranged in a full-bridge configuration that spans the pair of input lines to the input capacitor;
a pair of control lines connected to the arrangement of switching devices;
an inductor in series with the primary side of a transformer, the free line of the inductor and the free line of the primary side of the transformer being connected to the output of the array of switching devices;
a diode rectifier connected to the secondary side of the transformer, the output of the diode rectifier being connected to the pair of output lines; and
an output capacitor that spans the pair of output lines.

In einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung wird ein Leistungssystem angegeben, aufweisend:
eine Photovoltaikanordnung mit einem Ausgang;
ein Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler, verbunden mit dem Ausgang der Photovoltaikanordnung, wobei der Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler ein Paar von Steuerleitungen zum Steuern des Betriebs des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers aufweist; und
ein Leistungsverfolgungsmodul, verbunden mit dem Ausgang des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers und mit dem Paar von Steuerleitungen, wobei das Leistungsverfolgungsmodul dazu ausgelegt ist, die an das Paar von Steuerleitungen angelegten Signale anzupassen, basierend auf dem Ausgang des Null-Spannung-Übergangs-Vollbrückenwandlers, um so den Ausgang des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers zu optimieren.
In another preferred form of the present invention, there is provided a performance system comprising:
a photovoltaic array with an output;
a zero voltage transition full bridge converter connected to the output of the photovoltaic array, the zero voltage transition full bridge converter having a pair of control lines for controlling the operation of the zero voltage transition full bridge converter; and
a power tracking module connected to the output of the zero voltage transition full bridge converter and to the pair of control lines, the power tracking module configured to adjust the signals applied to the pair of control lines based on the output of the zero voltage transition Full-bridge converter so as to optimize the output of the zero-voltage-transition full-bridge converter.

In einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Umwandeln von Spannung angegeben, aufweisend:
Bereitstellen eines modifizierten Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers, wobei der modifizierte Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler besteht aus:
einem Paar von Eingangsleitungen;
einem Paar von Ausgangsleitungen;
einem Eingangskondensator, der das Paar von Eingangsleitungen überspannt;
einer Anordnung aus Schaltvorrichtungen, die in einer Vollbrückenkonfiguration angeordnet sind, die das Paar von Eingangsleitungen nach dem Eingangskondensator überspannt;
einem Paar von Steuerleitungen, die mit der Anordnung aus Schaltvorrichtungen verbunden sind;
einem Induktor in Serie mit der Primärseite eines Transformators, wobei die freie Leitung des Induktors und die freie Leitung der Primärseite des Transformators mit dem Ausgang der Anordnung aus Schaltvorrichtungen verbunden sind;
einem Diodengleichrichter, der mit der Sekundärseite des Transformators verbunden ist, wobei der Ausgang des Diodengleichrichters mit dem Paar von Ausgangsleitungen verbunden ist; und
einem Ausgangskondensator, der das Paar von Ausgangsleitungen überspannt;
Anlegen einer Spannung an das Paar von Ausgangsleitungen; und
Anlegen von Signalen an das Paar von Steuerleitungen, um so die Ausgangsspannung des Paars von Ausgangsleitungen zu steuern.
In another preferred form of the present invention, there is provided a method of converting stress, comprising:
Providing a modified zero-voltage transition full-bridge converter, wherein the modified zero-voltage-transition full-bridge converter consists of:
a pair of input lines;
a pair of output lines;
an input capacitor that spans the pair of input lines;
an array of switching devices arranged in a full-bridge configuration that spans the pair of input lines after the input capacitor;
a pair of control lines connected to the arrangement of switching devices;
an inductor in series with the primary side of a transformer, the free line of the inductor and the free line of the primary side of the transformer being connected to the output of the array of switching devices;
a diode rectifier connected to the secondary side of the transformer, the output of the diode rectifier being connected to the pair of output lines; and
an output capacitor that spans the pair of output lines;
Applying a voltage to the pair of output lines; and
Applying signals to the pair of control lines so as to control the output voltage of the pair of output lines.

In einer weiteren bevorzugten Form der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen von Leistung angegeben, aufweisend:
Bereitstellen eines Leistungssystems aufweisend:
eine Photovoltaikanordnung mit einem Ausgang;
ein Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler, der mit dem Ausgang der Photovoltaikanordnung verbunden ist, wobei der Null-Spannung-Übergang-Wandler ein Paar von Steuerleitungen zum Steuern des Betriebs des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers aufweist; und
ein Leistungsverfolgungsmodul, das mit dem Ausgang des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers und mit dem Paar von Steuerleitungen verbunden ist, wobei das Leistungsverfolgungsmodul dazu ausgelegt ist, die an das Paar von Steuerleitungen angelegten Signale anzupassen, basierend auf dem Ausgang des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers, um so den Ausgang des Null-Spannung-Übergangs-Vollbrückenwandlers zu optimieren; und
Anlegen von Signalen an das Paar von Steuerleitungen, um so die Ausgangsspannung an dem Paar von Ausgangsleitungen zu steuern.
In a further preferred form of the present invention, there is provided a method for generating power, comprising:
Providing a power system comprising:
a photovoltaic array with an output;
a zero-voltage-transition full-bridge converter connected to the output of the photovoltaic array, the zero-voltage transition converter having a pair of control lines for controlling the operation of the zero-voltage-transition full-bridge converter; and
a power tracking module connected to the output of the zero voltage transition full bridge converter and to the pair of control lines, the power tracking module adapted to be connected to the pair of Adjusting control lines based on the output of the zero-voltage-transition full-bridge converter so as to optimize the output of the zero-voltage-transition full-bridge converter; and
Applying signals to the pair of control lines so as to control the output voltage on the pair of output lines.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden vollständiger offenbart oder offensichtlich durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, die zusammen mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet werden soll, und wobei gleiche Bezugszeichen sich auf gleiche Teile beziehen, und wobei ferner gilt:These and other objects and features of the present invention will be more fully disclosed or apparent from the following detailed description of the preferred embodiments of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which like reference numerals refer to like parts and wherein:

1 ist ein schematisches Diagramm eines herkömmlichen Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers; 1 Fig. 10 is a schematic diagram of a conventional zero-voltage-transition full-bridge converter;

2 ist ein Zeitgebungsdiagramm der Schaltsequenz für einen Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler; 2 Fig. 10 is a timing diagram of the switching sequence for a zero-voltage-transition full-bridge converter;

3 ist ein schematisches Diagramm des modifizierten Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers der vorliegenden Erfindung; und 3 FIG. 12 is a schematic diagram of the modified zero-voltage-transition full-bridge converter of the present invention; FIG. and

4 ist ein schematisches Diagramm eines modifizierten Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers, der zusammen mit einer Photovoltaikanordnung verwendet wird, wobei der modifizierte ZVT-Vollbrückenwandler mit einem Leistungsverfolgungsmodul ausgestattet ist. 4 FIG. 12 is a schematic diagram of a modified zero-voltage-transition full-bridge converter used in conjunction with a photovoltaic array, wherein the modified ZVT full-bridge converter is equipped with a power tracking module.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDetailed Description of the Preferred Embodiments

Als nächstes 3 betrachtend ist ein modifizierter Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler 1A gezeigt, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Der modifizierte ZVT-Vollbrückenwandler 1A besteht aus einem Eingangskondensator 2, einer Vollbrückenkonfiguration von Schaltelementen 4, 6, 8, 10, einem Primärinduktor 12, einem Transformator 14, einer Vollbrückenkonfiguration von Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 und einem Ausgangskondensator 26.Next 3 Considering is a modified zero-voltage transition full-bridge converter 1A shown formed in accordance with the present invention. The modified ZVT full bridge converter 1A consists of an input capacitor 2 , a full bridge configuration of switching elements 4 . 6 . 8th . 10 , a primary inductor 12 , a transformer 14 , a full-bridge configuration of output diodes 16 . 18 . 20 . 22 and an output capacitor 26 ,

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist der Ausgangsinduktor 24 des herkömmlichen ZVT-Vollbrückenwandlers 1 (1) absichtlich aus dem modifizierten ZVT-Vollbrückenwandler 1A (3) der vorliegenden Erfindung weggelassen.In accordance with the present invention, the starting inductor is 24 the conventional ZVT full bridge converter 1 ( 1 ) purposely from the modified ZVT full bridge converter 1A ( 3 ) of the present invention.

Detaillierter ausgeführt und immer noch bezugnehmend auf 3 überträgt der modifizierte ZVT-Vollbrückenwandler 1A der vorliegenden Erfindung elektrische Energie von dem Eingangskondensator 2 zu dem Ausgangskondensator 26. Dieser Energieübertrag wird durch den Transformator 14 durchgeführt, der für eine elektrische Isolation zwischen dem Eingangsschaltkreis (das heißt, den Schaltelementen 2, 4, 6, 8, 10, 12) und dem Ausgangsschaltkreis (das heißt, den Schaltelementen 16, 18, 20, 22, 26) sorgt. Die Energiemenge, die über den Wandler übertragen wird, ist abhängig von der Zeitgebungssequenz der Schaltelemente 4, 6, 8, 10.Detailed and still referring to 3 transmits the modified ZVT full bridge converter 1A of the present invention, electrical energy from the input capacitor 2 to the output capacitor 26 , This energy transfer is through the transformer 14 performed for electrical isolation between the input circuit (that is, the switching elements 2 . 4 . 6 . 8th . 10 . 12 ) and the output circuit (that is, the switching elements 16 . 18 . 20 . 22 . 26 ). The amount of energy transferred through the transducer is dependent upon the timing sequence of the switching elements 4 . 6 . 8th . 10 ,

Nun Bezug nehmend auf das Zeitgebungsdiagramm aus 2 gibt es zwei Steuersignale 36, 38. In dem Zeitgebungsdiagramm aus 2 repräsentiert die horizontale Achse die Zeit. Beide Steuersignale 36, 38 operieren bei einem festen 50%-Arbeitszyklus, bei dem die auf einem hohen Niveau 34 verbrachte Zeit gleich der bei einem niedrigen Niveau 32 verbrachten Zeit ist. Die Energiemenge, die während jedes Zyklus übertragen wird, ist abhängig von der Phasenzeit 28 geteilt durch die Periodendauer 30. Das erste Steuersignal 36 steuert den Betrieb der Schaltelemente 4, 6 in dem ersten Schenkel der Vollbrücke, so dass, wenn das erste Steuersignal 36 auf dem hohen Niveau 34 ist, das Schaltelement 4 geschlossen ist und das Schaltelement 8 offen ist, und wenn das erste Steuersignal 36 auf dem niedrigen Niveau 32 ist, das Schaltelement 4 offen ist und das Schaltelement 8 geschlossen ist. Das zweite Steuersignal 38 steuert den Betrieb der Schaltelemente 6, 10 in dem zweiten Schenkel der Vollbrücke, so dass, wenn das erste Steuersignal auf dem hohen Niveau 34 ist, das Schaltelement 6 geschlossen ist und das Schaltelement 10 offen ist, und wenn das zweite Steuersignal 38 auf dem niedrigen Niveau 32 ist, das Schaltelement 6 offen ist und das Schaltelement 10 geschlossen ist. Wenn die Phasenzeit 28 Null ist, sind somit beide Steuersignale 36, 38 perfekt in Phase und die an den Induktor 12 und den Transformator 14 angelegte Spannung sind Null. Wenn die Phasenzeit 28 eine Hälfte der Periodendauer 30 ist, dann sind die zwei Steuersignale 36, 38 perfekt außer Phase und die an den Induktor 12 und den Transformator 14 angelegte Spannung wäre eine maximale Wechselspannung.Referring now to the timing diagram 2 There are two control signals 36 . 38 , In the timing diagram 2 the horizontal axis represents time. Both control signals 36 . 38 operate at a fixed 50% working cycle, which is at a high level 34 spent time equal to that at a low level 32 time spent. The amount of energy transferred during each cycle depends on the phase time 28 divided by the period 30 , The first control signal 36 controls the operation of the switching elements 4 . 6 in the first leg of the full bridge, so that when the first control signal 36 at the high level 34 is, the switching element 4 is closed and the switching element 8th is open, and if the first control signal 36 at the low level 32 is, the switching element 4 is open and the switching element 8th closed is. The second control signal 38 controls the operation of the switching elements 6 . 10 in the second leg of the full bridge, so that when the first control signal at the high level 34 is, the switching element 6 is closed and the switching element 10 is open, and if the second control signal 38 at the low level 32 is, the switching element 6 is open and the switching element 10 closed is. When the phase time 28 Is zero, so are both control signals 36 . 38 perfectly in phase and that to the inductor 12 and the transformer 14 applied voltage are zero. When the phase time 28 one half of the period 30 is, then the two control signals 36 . 38 perfectly out of phase and connected to the inductor 12 and the transformer 14 applied voltage would be a maximum AC voltage.

Dieser Typ von Steuerung wird typischerweise als Phasensteuerung bezeichnet. Er wird üblicherweise bei fester Frequenz durchgeführt, kannte aber auch eine variable Frequenz aufweisen. Eine Leistungsversorgung wird gesteuert durch Anpassen des Phasenwinkels zwischen den zwei Steuersignalen 36, 38. Es ist wichtig, lediglich eine Wechselspannung an den Transformator anzulegen und nicht eine Gleichspannung, wobei dies durch Verwenden einer digitalen Steuerung erreicht werden kann, um sicherzustellen, dass der Arbeitszyklus jedes Steuersignals gleich ist.This type of control is typically referred to as phase control. It is usually carried out at a fixed frequency but could also have a variable frequency. A power supply is controlled by adjusting the phase angle between the two control signals 36 . 38 , It is important to apply only an AC voltage to the transformer and not a DC voltage, which can be achieved by using digital control to ensure that the duty cycle of each control signal is the same.

Wenn das erste Steuersignal 36 hoch (34) ist und das zweite Steuersignal 38 niedrig (32) ist, dann wird eine positive Spannung über den Induktor 12 und die Primärseite des Transformators 14 angelegt. Während dieser Zeit steigt der Induktorstrom an und wird positiver. Weil der Strom in den Transformator in den Punkt (”into the dot”) geht, wird der Strom in der Sekundärseite des Transformators aus dem Punkt herauskommen. Dieser Ausgangsstrom wird die Ausgangsdioden 16, 22 dazu zwingen, zu leiten, was bewirkt, dass eine positive Spannung an die Sekundärseite des Transformators angelegt wird. Solange der Induktorstrom positiv ist, wird die an die Transformatorsekundärseite angelegte Spannung positiv sein. Dann, wenn beide Steuersignale 36, 38 hoch (34) sind, sind die Schaltelemente 4 und 6 an, aber der Induktorstrom ist weiterhin positiv, aber nimmt nun ab. Wenn der Induktorstrom Null erreicht, dann werden alle Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 ausgeschaltet.If the first control signal 36 high ( 34 ) and the second control signal 38 low ( 32 ), then a positive voltage across the inductor 12 and the primary side of the transformer 14 created. During this time, the inductor current increases and becomes more positive. Because the current into the transformer goes into the dot, the current in the secondary side of the transformer will come out of the point. This output current becomes the output diodes 16 . 22 force it to conduct, causing a positive voltage to be applied to the secondary side of the transformer. As long as the inductor current is positive, the voltage applied to the transformer secondary will be positive. Then, if both control signals 36 . 38 high ( 34 ), are the switching elements 4 and 6 but the inductor current is still positive, but is now decreasing. When the inductor current reaches zero, then all output diodes become 16 . 18 . 20 . 22 switched off.

Eine ähnliche Arbeitsweise tritt für den negativen Induktorstrom während der anderen Hälfte des Schaltzyklus auf, das heißt, wenn das erste Steuersignal 36 niedrig (32) ist und das Steuersignal 38 hoch (34) ist.A similar operation occurs for the negative inductor current during the other half of the switching cycle, that is, when the first control signal 36 low ( 32 ) and the control signal 38 high ( 34 ).

Weiterhin Bezug nehmend auf den modifizierten ZVT-Vollbrückenwandler 1A aus 3 ist der Eingangskondensator 2 größenmäßig dazu ausgelegt, die Schaltfrequenzstrompulse der Vollbrücken-Eingangsstufe zu schalten. Dieser Eingangskondensator 2 muss gute Hochfrequenzeigenschaften aufweisen und kann aus mehreren Kondensatoren parallel zueinander zusammengesetzt sein. Wenn hohe Effizienz und hohe Zuverlässigkeit beim Betrieb gewünscht sind, dann kann eine Kombination von Metallfilm- und Keramikkondensatoren für den Eingangskondensator 2 verwendet werden. Die Schaltelemente 4, 6, 8, 10 sind vorzugsweise N-Kanal-MOSFETs, es können aber auch andere Typen von Schaltelementen (zum Beispiel IGBTs) verwendet werden. Diese Schaltelemente 4, 6, 8, 10 müssen so gesteuert werden, dass die Elemente 4 und 8 niemals zeitgleich miteinander an sein können und die Elemente 6, 10 ebenfalls niemals zeitgleich miteinander an sein können, da ansonsten große Durchschussströme auftreten würden, die zu hoher elektromagnetischer Störbeeinflussung (electromagnetic influence, emi) und geringer Zuverlässigkeit führen. Es ist jedoch in dem technischen Gebiet wohlbekannt, wie eine solche Steuerung erreicht werden kann, so dass dieser Aspekt der Vorrichtung in der vorliegenden Offenbarung nicht adressiert wird. Der Eingangsinduktor 12 arbeitet sowohl mit positiven als auch negativen Strömen und mit einer verschwindenden Gleichspannungsvorspannung (zero dc bias). Dieser Eingangsinduktor 12 kann eliminiert werden, wenn der Transformator 14 mit einer kontrollierten Leckageinduktanz gleich der gewünschten Induktanz des Eingangsinduktors 12 ausgelegt werden kann. Die Stromwellenform für den Eingangsinduktor 12 ist in ihrer Form im Wesentlichen dreieckig. Der Eingangsinduktor 12 wird Spitzenströme in der Größenordnung von drei- bis viermal des Gleichstromeingangsstroms zu dem Wandler erfahren, so dass der Eingangsinduktor 12 für hohe Effizienz unter hohen Wechselstromflussbedingungen ausgelegt sein muss. Der Transformator 14 ist ein Hochfrequenztransformator und ist dazu ausgelegt, ein Windungsverhältnis von 1:N vom Eingang zum Ausgang aufzuweisen. Unter allen Betriebsbedingungen wird die Ausgangsspannung geringer sein als die Eingangsspannung mal N. Das Verhältnis der Windungen von Eingang zu Ausgang ergibt die gewünschte Spannungsverstärkungseigenschaft, selbst wenn der gesamte Wandler eine Form eines isolierten Abwärtswandlers ist. Die Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 richten den Ausgangsstrom des Transformators 14 gleich und führen diesen Strom in den Ausgangskondensator 26 zu, um eine positive Ausgangsspannung zu bilden. Die Spannungsbelastung auf die Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 ist gleich der Ausgangsspannung auf den Wandler. Die Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 müssen für Spitzenströme des Induktors 12 geteilt durch N und ½ des Wandlerausgangsdurchschnittsstroms sowie auch die Ausgangsspannungsklassifizierung ausgelegt sein. Der Ausgangskondensator 26 filtert die Pulse des von dem Transformator 14 kommenden Stroms und liefert eine Gleichspannung an die Last.Still referring to the modified ZVT full bridge converter 1A out 3 is the input capacitor 2 sized to switch the switching frequency current pulses of the full-bridge input stage. This input capacitor 2 must have good high-frequency characteristics and may be composed of several capacitors in parallel. If high efficiency and high reliability in operation are desired, then a combination of metal film and ceramic capacitors can be used for the input capacitor 2 be used. The switching elements 4 . 6 . 8th . 10 are preferably N-channel MOSFETs, but other types of switching elements (eg, IGBTs) may be used. These switching elements 4 . 6 . 8th . 10 must be controlled so that the elements 4 and 8th never be able to coincide with each other and the elements 6 . 10 can never be at the same time with each other, since otherwise large shoot-through currents would occur, which lead to high electromagnetic interference (emi) and low reliability. However, it is well known in the art how such control can be achieved so that this aspect of the device is not addressed in the present disclosure. The input inductor 12 works with both positive and negative currents and zero DC bias. This input inductor 12 can be eliminated if the transformer 14 with a controlled leakage inductance equal to the desired inductance of the input inductor 12 can be designed. The current waveform for the input inductor 12 is essentially triangular in shape. The input inductor 12 For example, peak currents on the order of three to four times the DC input current to the converter will be experienced so that the input inductor 12 designed for high efficiency under high AC flow conditions. The transformer 14 is a high frequency transformer and is designed to have a turn ratio of 1: N from the input to the output. Under all operating conditions, the output voltage will be less than the input voltage times N. The ratio of the turns from input to output will give the desired voltage boosting property, even if the entire transducer is a form of isolated buck converter. The output diodes 16 . 18 . 20 . 22 set the output current of the transformer 14 equal and lead this current into the output capacitor 26 to form a positive output voltage. The voltage load on the output diodes 16 . 18 . 20 . 22 is equal to the output voltage to the converter. The output diodes 16 . 18 . 20 . 22 need for peak currents of the inductor 12 divided by N and ½ of the converter output average current, as well as the output voltage classification. The output capacitor 26 Filters the pulses from the transformer 14 coming current and supplies a DC voltage to the load.

In einer bevorzugten Form des modifizierten ZVT-Vollbrücken-Wandlers 1A aus 3 ist der Eingangskondensator ein 7,5 μF-300 V-metallisierter Film-Kondensator, die Schaltelemente 4, 6, 8, 10 sind Infineon IPP08CN10NG MOSFETs, und der Induktor ist ausgelegt für 5,3 μH und 20 Ampere Spitze mit einem elektrischen Gleichstromwiderstand von 0,009 Ohm. Der Induktor 12 hat vorzugsweise 10 Windungen eines Litzendrahts (57 Adern von Nr. 34 awg) auf einem magnetics inc-Ringkern 77550-A7. Der Transformator 14 ist ein magnetics inc-Kern ZF-43615-TC, wobei die Primärseite 11 Windungen zusammengesetzt aus Litzendraht hat und die Sekundärseite 99 Windungen aus Rubadue TCA3 Nr. 19 Draht hat, mit einem Primärseiten-Gleichstromwiderstand von 0,004 Ohm und einem Sekundärseiten-Gleichstromwiderstand von 0,141 Ohm, wobei die Primärseite zweitgewickelt ist als eine einfache Wicklung ohne Überlapp und die Sekundärseite um drei Lagen erstgewickelt über den Kern ist. Die Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 sind Cree CsD 02060 Dioden ausgelegt für 2 Ampere und 600 Volt. Der Ausgangskondensator 26 ist aus drei parallelen Kondensatoren von AVX, Teile-Nr. FFB46A0755K, ausgelegt für 7,5 μF 720 Volt jeweils, aufgebaut, für eine Nettoausgangskapazität von 22,5 μF.In a preferred form of the modified ZVT full bridge converter 1A out 3 For example, the input capacitor is a 7.5 μF-300V metallized film capacitor, the switching elements 4 . 6 . 8th . 10 are Infineon IPP08CN10NG MOSFETs, and the inductor is designed for 5.3 μH and 20 amp peak with a 0.009 ohm DC electrical resistance. The inductor 12 preferably has 10 turns of a stranded wire (57 wires of No. 34 awg) on a magnetics inc toroid 77550-A7. The transformer 14 is a magnetics inc-core ZF-43615-TC, where the primary side 11 Winding compound composed of stranded wire and the secondary side has 99 turns of Rubadue TCA3 No. 19 wire, with a primary side DC resistance of 0.004 ohms and a secondary side DC resistance of 0.141 ohms, the primary side being secondarily wound as a simple winding with no overlap and the secondary side is first wrapped over the core by three layers. The output diodes 16 . 18 . 20 . 22 Cree CsD 02060 diodes are rated for 2 amps and 600 volts. The output capacitor 26 is made of three parallel capacitors from AVX, part no. FFB46A0755K, designed for 7.5 μF 720 Volt each, constructed for a net output capacitance of 22.5 μF.

Die spezifischen Konstruktionsdetails der vorliegenden Erfindung können modifiziert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel kann der Induktor 12 in das Design des Transformators 14 einbezogen werden, indem die Transformatorleckage-Induktanz dazu ausgelegt wird, gleich der gewünschten Induktor-Induktanz zu sein. Die Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 müssen nicht Dioden vom Cree-Typ sein, da sie unter Bedingungen weichen Schaltens des Wandlers operieren, und können ein beliebiger geeigneter Typ von Schaltdiode sein. Die Eingangs- und Ausgangskondensatoren 2 und 26 brauchen jeweils nicht Filmkondensatoren sein: Es können elektrolytische Kondensatoren oder nahezu jeder andere Typ von Kondensator verwendet werden. Filmkondensatoren werden in der bevorzugten Konstruktion für hohe Zuverlässigkeit und Effizienzzwecke verwendet. Andere Konstruktionen für den Induktor 12 und den Transformator 14 können verwendet werden, wie sie von den mit dem technischen Gebiet vertrauten Fachleuten in Anbetracht der vorliegenden Offenbarung wohlbekannt sind. Schaltelemente 4, 6, 8, 10 können statt MOSFETs auch beispielsweise IGBTs sein. The specific construction details of the present invention may be modified without departing from the scope of the invention. For example, the inductor 12 in the design of the transformer 14 be incorporated by the transformer leakage inductance is designed to be equal to the desired inductor inductance. The output diodes 16 . 18 . 20 . 22 need not be Cree type diodes since they operate under soft switching conditions of the converter, and may be any suitable type of switching diode. The input and output capacitors 2 and 26 each need not be film capacitors: electrolytic capacitors or almost any other type of capacitor can be used. Film capacitors are used in the preferred construction for high reliability and efficiency purposes. Other constructions for the inductor 12 and the transformer 14 can be used as well known to those skilled in the art in view of the present disclosure. switching elements 4 . 6 . 8th . 10 may also be, for example, IGBTs instead of MOSFETs.

Die Vorteile des modifizierten ZVT-Vollbrückenwandlers der vorliegenden Erfindung umfassen, ohne Beschränkung, höhere Zuverlässigkeit und Effizienz als bei den herkömmlichen ZVT-Vollbrückenwandler, wie er in 1 gezeigt ist. Dies liegt daran, dass die Spannungsbelastungen auf die Ausgangsdioden 16, 18, 20, 22 durch den Ausgangskondensator 22 geklemmt sind und dies in Anwendungen wichtig wird, bei denen die Eingangsspannung niedrig ist und die Ausgangsspannung hoch ist, zum Beispiel Photovoltaik-Anwendungen. Es kann auch ein weiches Schalten über einen weiten Bereich von Betriebspunkten erreicht werden, weiter als in entweder einem Serien-Resonanz-Wandler oder einem Parallel-Resonanz-Wandler. Alle Schaltvorrichtungen 4, 6, 8, 10 in dem modifizierten ZVT-Vollbrückenwandler der vorliegenden Erfindung haben Spannungen, die entweder durch den Eingangs- oder den Ausgangskondensator 2 oder 26 jeweils geklemmt sind, mit minimalen Überschwingungswellenformen. Dies führt zu potentiell höherer Zuverlässigkeit als bei alternativen Designs. Nur ein Minimum von RC-Überspannungsschutzelementen wird benötigt, um die Spannungswellenformen an den Schaltelementen zu säubern. Die Ausgangsspannungs- und Stromwellenformen von der Sekundärseite des Transformators 14 sind sehr sauber, was die Menge an geleiteter elektromagnetischer Störbeeinflussung (emi), die zu der Last durchgeleitet würde, minimiert.The advantages of the modified ZVT full bridge converter of the present invention include, but are not limited to, higher reliability and efficiency than the conventional ZVT full bridge converters as disclosed in U.S. Patent Nos. 5,416,666, 5,629,774, 5,648,074 and 5,420,648 1 is shown. This is because the voltage loads on the output diodes 16 . 18 . 20 . 22 through the output capacitor 22 and this becomes important in applications where the input voltage is low and the output voltage is high, for example photovoltaic applications. Soft switching can also be achieved over a wide range of operating points, wider than in either a series resonant converter or a parallel resonant converter. All switching devices 4 . 6 . 8th . 10 in the modified ZVT full-bridge converter of the present invention have voltages applied by either the input or the output capacitor 2 or 26 each clamped, with minimal overshoot waveforms. This leads to potentially higher reliability than alternative designs. Only a minimum of RC overvoltage protection elements are needed to clean up the voltage waveforms on the switching elements. The output voltage and current waveforms from the secondary side of the transformer 14 are very clean, which minimizes the amount of conducted electromagnetic interference (emi) that would be conducted to the load.

Breit ausgedrückt ist die vorliegende Erfindung ein isolierter dc/dc-Wandler, der mit hoher Effizienz und hoher Zuverlässigkeit bei Anwendungen operiert, die eine niedrige Eingangsspannung und eine hohe Ausgangsspannung erfordern.Broadly, the present invention is an isolated dc / dc converter that operates with high efficiency and high reliability in applications requiring low input voltage and high output voltage.

Zusätzlich zu dem vorher Gesagten, und wie oben ausgeführt, gibt es, wenn im diskontinuierlichen Leitungsmodus (DCM) operiert wird, eine Periode, in der die Wellenform am Ausgang der Vollbrücke (von Schaltvorrichtungen 4, 6, 8, 10) überschwingt. Wenn gewünscht wird, die Effizienz zu maximieren, wie dies bei Photovoltaik-Anwendungen der Fall ist, bei denen hohe Effizienz gewünscht ist, dann ist die beste Zeit, um die Schaltelemente anzuschalten, wenn die Spannung über die Elemente am nächsten bei Null liegt. Ebenfalls wie oben angemerkt, kann dies erreicht werden durch Hinzufügen spezifischer Steuerungen, die diese Niederspannungspunkte in der Wellenform heraussuchen. Dieser Ansatz hat jedoch den Nachteil zusätzlicher Komplexität der Elektroniken für ein Erfassen dieses Zustands. Als eine Alternative, und in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, kann der modifizierte ZVT-Vollbrückenwandler mit einem Leistungsverfolgungsmodul ausgestattet sein, der den Ausgang des Wandlers überwacht und die Phase der zwei Steuersignale 36, 38 dynamisch so anpasst, dass der effizienteste Betriebspunkt für den Wandler gefunden wird. Mit anderen Worten, überwacht das Leistungsverfolgungsmodul den Ausgang des Wandlers und passt die Zeitgebung der zwei Steuersignale des Wandlers dynamisch an, in einer Rückkopplungsschleifenanordnung, um so die gesamte Ausgangsleistung des Wandlers zu maximieren (anstatt die gesamte Eingangsleistung zu dem Wandler über die Verwendung von zusätzlichen Spannungssteuerungen anzupassen). Auf diese Weise werden die effizienteren Betriebspunkte des dc/dc-Wandlers natürlich gefunden.In addition to the foregoing, and as noted above, when operating in the discontinuous conduction mode (DCM), there is one period in which the waveform at the output of the full bridge (from switching devices 4 . 6 . 8th . 10 ) overshoots. If it is desired to maximize efficiency, as is the case in photovoltaic applications where high efficiency is desired, then the best time to turn on the switching elements is when the voltage across the elements is closest to zero. Also, as noted above, this can be achieved by adding specific controls that seek out these low-voltage points in the waveform. However, this approach has the disadvantage of additional complexity of the electronics for detecting this condition. As an alternative, and in accordance with the present invention, the modified ZVT full bridge converter may be provided with a power tracking module that monitors the output of the converter and the phase of the two control signals 36 . 38 dynamically adjusted to find the most efficient operating point for the transducer. In other words, the power tracking module monitors the output of the converter and dynamically adjusts the timing of the two control signals of the converter in a feedback loop arrangement so as to maximize the overall output power of the converter (rather than the total input power to the converter via the use of additional voltage controls adapt). In this way, the more efficient operating points of the dc / dc converter are naturally found.

Als nächstes 4 betrachtend ist ein Leistungssystem 100 gezeigt, welches eine Photovoltaikanordnung 102 aufweist, deren Ausgang mit einem modifizierten Null Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler 1A verbunden ist, der einen niedrigen Spannungseingang (zum Beispiel < 50 Volt Gleichspannung) hinauf zu einer hohen Spannung (zum Beispiel > 200 Volt Gleichspannung) wandelt, mit einer Isolation zwischen dem Eingang und dem Ausgang. Die Ausgangsleistung des modifizierten ZVT-Vollbrückenwandlers 1A wird durch ein Leistungsverfolgungsmodul 104 verfolgt. Das Leistungsverfolgungsmodul 104 überwacht die Ausgangsleistung des modifizierten ZVT-Vollbrückenwandlers und passt die Zeitgebung der zwei Steuersignale 36, 38 dynamisch so an, um die gesamte Ausgangsleistung des Wandlers zu maximieren.Next 4 considering is a performance system 100 shown what a photovoltaic array 102 whose output is connected to a modified zero voltage transition full bridge converter 1A which converts a low voltage input (eg, <50 volts DC) up to a high voltage (eg,> 200 volts DC) with isolation between the input and the output. The output power of the modified ZVT full bridge converter 1A gets through a performance tracking module 104 tracked. The performance tracking module 104 monitors the output power of the modified ZVT full bridge converter and adjusts the timing of the two control signals 36 . 38 dynamically so as to maximize the overall output power of the converter.

Während die vorangehende schriftliche Beschreibung der Erfindung einen Fachmann dazu befähigt, dasjenige auszubilden und zu nutzen, was derzeit als der beste Modus davon angesehen wird, wird ein Fachmann die Existenz von Variationen, Kombinationen und Äquivalenten der spezifischen Ausführungsformen, Verfahren und Beispiele hierin verstehen und erkennen. Die Erfindung soll daher nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen, Verfahren und Beispiele beschränkt sein, sondern durch alle Ausführungsformen und Verfahren innerhalb des Gedankens und des Umfangs der vorliegenden Erfindung.While the foregoing written description of the invention enables one skilled in the art to make and use what is currently considered the best mode thereof, one skilled in the art will understand and appreciate the existence of variations, combinations, and equivalents of the specific embodiments, methods, and examples herein , The invention is therefore not intended to be limited to the embodiments, methods, and examples described above, but by all embodiments and methods within the spirit and scope of the present invention.

Claims (9)

Modifizierter Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler, bestehend aus: einem Paar von Eingangsleitungen; einem Paar von Ausgangsleitungen; einem Eingangskondensator, der das Paar von Eingangsleitungen überspannt; einer Anordnung aus Schaltvorrichtungen, die in einer Vollbrückenkonfiguration angeordnet ist und die das Paar von Eingangsleitungen nach dem Eingangskondensator überspannt; einem Paar von Steuerleitungen, die mit der Anordnung aus Schaltvorrichtungen verbunden sind; einem Induktor in Serie mit der Primärseite eines Transformators, wobei die freie Leitung des Induktors und die freie Leitung der Primärseite des Transformators mit dem Ausgang der Anordnung aus Schaltvorrichtungen verbunden sind; einem Diodengleichrichter, der mit der Sekundärseite des Transformators verbunden ist, wobei der Ausgang des Diodengleichrichters mit dem Paar von Ausgangsleitungen verbunden ist; und einem Ausgangskondensator, der das Paar von Ausgangsleitungen überspannt.Modified zero voltage transition full bridge converter, consisting of: a pair of input lines; a pair of output lines; an input capacitor that spans the pair of input lines; an array of switching devices arranged in a full-bridge configuration that spans the pair of input lines to the input capacitor; a pair of control lines connected to the arrangement of switching devices; an inductor in series with the primary side of a transformer, the free line of the inductor and the free line of the primary side of the transformer being connected to the output of the array of switching devices; a diode rectifier connected to the secondary side of the transformer, the output of the diode rectifier being connected to the pair of output lines; and an output capacitor that spans the pair of output lines. Modifizierter Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler nach Anspruch 1, wobei der Diodengleichrichter eine Vollbrückenkonfiguration aufweist.The modified zero voltage transition full bridge converter of claim 1, wherein the diode rectifier has a full bridge configuration. Modifizierter Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler nach Anspruch 1, wobei der Diodengleichrichter eine Mittelabgriffkonfiguration aufweist.The modified zero voltage transition full bridge converter of claim 1, wherein the diode rectifier has a center tap configuration. Leistungssystem, aufweisend: eine Photovoltaikanordnung mit einem Ausgang; einen Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler, der mit dem Ausgang der Photovoltaikanordnung verbunden ist, wobei der Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler ein Paar von Steuerleitungen aufweist zum Steuern des Betriebs des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers; und ein Leistungsverfolgungsmodul, das mit dem Ausgang des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers und mit dem Paar von Steuerleitungen verbunden ist, wobei das Leistungsverfolgungsmodul dazu ausgelegt ist, die an das Paar von Steuerleitungen angelegten Signale basierend auf dem Ausgang des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers anzupassen, um so den Ausgang des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers zu optimieren.Performance system, comprising: a photovoltaic array with an output; a zero voltage transition full bridge converter connected to the output of the photovoltaic array, the zero voltage transition full bridge converter having a pair of control lines for controlling the operation of the zero voltage transition full bridge converter; and a power tracking module connected to the output of the zero-voltage-transition full-bridge converter and to the pair of control lines, the power tracking module configured to convert the signals applied to the pair of control lines based on the output of the zero-voltage transition Full-bridge converter so as to optimize the output of the zero-voltage-transition full-bridge converter. Leistungssystem nach Anspruch 5, wobei der Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler ein herkömmlicher Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler ist.The power system of claim 5, wherein the zero voltage transition full bridge converter is a conventional zero voltage transition full bridge converter. Leistungssystem nach Anspruch 5, wobei der Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler ein modifizierter Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler ist.The power system of claim 5, wherein the zero voltage transition full bridge converter is a modified zero voltage transition full bridge converter. Leistungssystem nach Anspruch 7, wobei der modifizierte Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler besteht aus: einem Paar von Eingangsleitungen; einem Paar von Ausgangsleitungen; einem Eingangskondensator, der das Paar von Eingangsleitungen überspannt; einer Anordnung aus Schaltvorrichtungen, die in einer Vollbrückenkonfiguration angeordnet ist und das Paar von Eingangsleitungen nach dem Eingangskondensator überspannt; einem Paar von Steuerleitungen, die mit der Anordnung aus Schaltvorrichtungen verbunden sind; einem Induktor in Serie mit der Primärseite eines Transformators, wobei die freie Leitung des Induktors und die freie Leitung der Primärseite des Transformators mit dem Ausgang der Anordnung aus Schaltvorrichtungen verbunden sind; einem Diodengleichrichter, der mit der Sekundärseite des Transformators verbunden ist, wobei der Ausgang des Diodengleichrichters mit dem Paar von Ausgangsleitungen verbunden ist; und ein Ausgangskondensator, der das Paar von Ausgangsleitungen überspannt.The power system of claim 7, wherein the modified zero-voltage-transition full-bridge converter consists of: a pair of input lines; a pair of output lines; an input capacitor that spans the pair of input lines; an array of switching devices arranged in a full-bridge configuration spanning the pair of input lines to the input capacitor; a pair of control lines connected to the arrangement of switching devices; an inductor in series with the primary side of a transformer, the free line of the inductor and the free line of the primary side of the transformer being connected to the output of the array of switching devices; a diode rectifier connected to the secondary side of the transformer, the output of the diode rectifier being connected to the pair of output lines; and an output capacitor that spans the pair of output lines. Verfahren zum Umwandeln einer Spannung, aufweisend: Bereitstellen eines modifizierten Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers, wobei der modifizierte Null-Spannung-Vollbrückenwandler besteht aus: einem Paar von Eingangsleitungen; einem Paar von Ausgangsleitungen; einem Eingangskondensator, der das Paar von Eingangsleitungen überspannt; einer Anordnung aus Schaltvorrichtungen, die in einer Vollbrückenkonfiguration angeordnet ist und das Paar von Eingangsleitungen nach dem Eingangskondensator überspannt; einem Paar von Steuerleitungen, die mit der Anordnung aus Schaltvorrichtungen verbunden sind; einem Induktor in Serie mit der Primärseite eines Transformators, wobei die freie Leitung des Induktors und die freie Leitung der Primärseite des Transformators mit dem Ausgang der Anordnung aus Schaltvorrichtungen verbunden sind; einem Diodengleichrichter, der mit der Sekundärseite des Transformators verbunden ist, wobei der Ausgang des Diodengleichrichters mit dem Paar von Ausgangsleitungen verbunden ist; und ein Ausgangskondensator, der das Paar von Ausgangsleitungen überspannt; Anlegen einer Spannung an das Paar von Eingangsleitungen; und Anlegen von Signalen an das Paar von Steuerleitungen, um so die Ausgangsspannung des Paars von Ausgangsleitungen zu steuern.A method of converting a voltage, comprising: Providing a modified zero voltage transition full bridge converter, wherein the modified zero voltage full bridge converter consists of: a pair of input lines; a pair of output lines; an input capacitor that spans the pair of input lines; an array of switching devices arranged in a full-bridge configuration spanning the pair of input lines to the input capacitor; a pair of control lines connected to the arrangement of switching devices; an inductor in series with the primary side of a transformer, the free line of the inductor and the free line of the primary side of the transformer being connected to the output of the array of switching devices; a diode rectifier connected to the secondary side of the transformer, the output of the diode rectifier being connected to the pair of output lines; and an output capacitor spanning the pair of output lines; Applying a voltage to the pair of input lines; and Applying signals to the pair of control lines so as to control the output voltage of the pair of output lines. Verfahren zum Erzeugen von Leistung, aufweisend: Bereitstellen eines Leistungssystems aufweisend: eine Photovoltaikanordnung mit einem Ausgang; einen Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandler, der mit dem Ausgang der Photovoltaikanordnung verbunden ist, wobei der Null-Spannung-Übergang-Wandler ein Paar von Steuerleitungen aufweist zum Steuern des Betriebs des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers; und ein Leistungsverfolgungsmodul, das mit dem Ausgang des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers und dem Paar von Steuerleitungen verbunden ist, wobei das Leistungsverfolgungsmodul dazu ausgelegt ist, die an das Paar von Steuerleitungen angelegten Signale basierend auf dem Ausgang des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers anzupassen, um so den Ausgang des Null-Spannung-Übergang-Vollbrückenwandlers zu optimieren; und Anlegen von Signalen an das Paar von Steuerleitungen, um so die Ausgangsspannung an dem Paar von Ausgangsleitungen zu steuern.A method of generating power comprising: Providing a power system comprising: a photovoltaic array with an output; a zero-voltage-transition full-bridge converter connected to the output of the photovoltaic array, the zero-voltage transition converter having a pair of control lines for controlling the operation of the zero-voltage-transition full-bridge converter; and a power tracking module connected to the output of the zero-voltage-transition full-bridge converter and the pair of control lines, the power tracking module configured to convert the signals applied to the pair of control lines based on the output of the zero-voltage-transition full-bridge converter so as to optimize the output of the zero-voltage-transition full-bridge converter; and Applying signals to the pair of control lines so as to control the output voltage on the pair of output lines.
DE112010003765T 2009-09-25 2010-09-24 Modified NuII-voltage-transition full-bridge converter and self-supporting photovoltaic array Withdrawn DE112010003765T5 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US27751009P 2009-09-25 2009-09-25
US61/277,510 2009-09-25
PCT/US2010/050198 WO2011038227A1 (en) 2009-09-25 2010-09-24 Modified zero voltage transition (zvt) full bridge converter and photovoltaic (pv) array using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112010003765T5 true DE112010003765T5 (en) 2012-11-29

Family

ID=43796226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112010003765T Withdrawn DE112010003765T5 (en) 2009-09-25 2010-09-24 Modified NuII-voltage-transition full-bridge converter and self-supporting photovoltaic array

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8665610B2 (en)
DE (1) DE112010003765T5 (en)
WO (1) WO2011038227A1 (en)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112010003765T5 (en) * 2009-09-25 2012-11-29 Greenray, Inc. Modified NuII-voltage-transition full-bridge converter and self-supporting photovoltaic array
US9042125B1 (en) * 2013-03-15 2015-05-26 Rockwell Collins, Inc. Series resonant power converter system and method with improved efficiency
US10361023B2 (en) * 2014-08-07 2019-07-23 Nvidia Corporation Magnetic power coupling to an integrated circuit module
US11283395B2 (en) 2018-03-23 2022-03-22 Nextracker Inc. Multiple actuator system for solar tracker
US11387771B2 (en) 2018-06-07 2022-07-12 Nextracker Llc Helical actuator system for solar tracker
US11050383B2 (en) 2019-05-21 2021-06-29 Nextracker Inc Radial cam helix with 0 degree stow for solar tracker

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6057665A (en) * 1998-09-18 2000-05-02 Fire Wind & Rain Technologies Llc Battery charger with maximum power tracking
US6310785B1 (en) 1999-09-01 2001-10-30 Regents Of The University Of Minnesota Zero voltage switching DC-DC converter
US7256566B2 (en) 2003-05-02 2007-08-14 Ballard Power Systems Corporation Method and apparatus for determining a maximum power point of photovoltaic cells
US20050180175A1 (en) * 2004-02-12 2005-08-18 Torrey David A. Inverter topology for utility-interactive distributed generation sources
US7652899B2 (en) * 2007-05-30 2010-01-26 Delphi Technologies, Inc. Switching sequence control method for a PS-ZVT bridge converter
US8482947B2 (en) * 2009-07-31 2013-07-09 Solarbridge Technologies, Inc. Apparatus and method for controlling DC-AC power conversion
DE112010003765T5 (en) * 2009-09-25 2012-11-29 Greenray, Inc. Modified NuII-voltage-transition full-bridge converter and self-supporting photovoltaic array
US8279649B2 (en) * 2010-10-11 2012-10-02 Solarbridge Technologies, Inc. Apparatus and method for controlling a power inverter
US8284574B2 (en) * 2011-10-17 2012-10-09 Solarbridge Technologies, Inc. Method and apparatus for controlling an inverter using pulse mode control

Also Published As

Publication number Publication date
US20110080756A1 (en) 2011-04-07
WO2011038227A1 (en) 2011-03-31
US8665610B2 (en) 2014-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60112789T2 (en) BIDIRECTIONAL POWER CONVERTER WITH MULTIPLE CONNECTIONS
DE60021637T2 (en) Soft-switching cell for reducing switching losses in pulse width modulated converters
DE69628657T2 (en) RECTIFIER POWER SUPPLY
EP1369985B1 (en) Inverter for transforming a DC voltage into an AC current or an AC voltage
DE102004022136B4 (en) Soft-switched power converters
EP2515424B1 (en) Direct current converter
DE102018112088A1 (en) PWM-CONTROLLED RESONANCE TRANSFORMER
WO2012041783A1 (en) Circuit arrangement for operating at least two semiconductor light sources
DE112012001746T5 (en) Power conversion device and equipped with such a power supply device in a vehicle
DE4442105A1 (en) Voltage limiter for solar panel group acting as satellite current source
WO2012113442A1 (en) Dc-to-dc converter and method for operating a dc-to-dc converter
DE112006002698T5 (en) Multi-phase DC / DC converter
EP2761735B1 (en) Activation apparatus and method for activating a direct voltage converter
DE112019001095T5 (en) SWITCHING POWER SUPPLY CIRCUIT
DE102010016439A1 (en) Full bridge power converter i.e. asymmetric zero-voltage switching full-bridge power converter, has two switches not provided in conducting state, where one of switches and another switch are provided in conducting state during time period
DE102016103111A1 (en) Magnetizing current based control of resonant converters
EP1969707A1 (en) Circuit arrangement having a dual coil for producing alternating voltage or an alternating current
DE112010003765T5 (en) Modified NuII-voltage-transition full-bridge converter and self-supporting photovoltaic array
WO2019015920A1 (en) Galvanically coupled electrical converter
DE102011117215A1 (en) Flow and reverse power supply using an inductor on the primary side of the transformer and methods of using the same
DE102014106417A1 (en) Systems and methods for eliminating transient losses in DC-DC converters
EP3850745A1 (en) Micro solar inverter
DE60200710T2 (en) Switching Power Supply
DE102018210807A1 (en) Electrical circuit for zero voltage soft switching in a DC converter
DE102013102433A1 (en) Inverter i.e. solar inverter, for feeding electrical power from photovoltaic generator into AC network, has interface circuitry activated to apply direct voltage to series arrangement, and converter operated in frequency within preset range

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee